OnTime nr 2 2008 - Combitech.se
OnTime nr 2 2008 - Combitech.se
OnTime nr 2 2008 - Combitech.se
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Autonoma system<br />
– bättre än människor<br />
i rymden?<br />
Intervju med<br />
Christer Fuglesang<br />
sid 7<br />
Snabb utveckling<br />
inom bilindustrin<br />
sid 12<br />
Flygledartorn utan<br />
bemanning i Skåne<br />
sid 15<br />
Vilken roll spelar<br />
etik och moral?<br />
– Var går grän<strong>se</strong>n mellan<br />
människa och maskin?<br />
sid 18<br />
Tema: auTonomi – mer än bara Teknik<br />
<strong>nr</strong> 2 – juni <strong>2008</strong><br />
GER INSIKT I TID
2<br />
Autonoma system<br />
– bättre än människor<br />
i rymden?<br />
Intervju med<br />
Christer Fuglesang<br />
sid 7<br />
Snabb utveckling<br />
inom bilindustrin<br />
sid 12<br />
Flygledartorn utan<br />
bemanning i Skåne<br />
sid 15<br />
Vilken roll spelar<br />
etik och moral?<br />
– Var går grän<strong>se</strong>n mellan<br />
människa och maskin?<br />
sid 18<br />
T E M A : A U T O N O M I – M E R Ä N B A R A T E K N I K<br />
Nr 2 – juni <strong>2008</strong><br />
Innehåll<br />
GER INSIKT I TID<br />
<strong>OnTime</strong> ska<br />
ge insikt i tid<br />
<strong>OnTime</strong> är en branschtidning<br />
som tar upp olika<br />
aspekter och nyheter<br />
inom området utveckling<br />
av realtidssystem. <strong>OnTime</strong><br />
ska ge möjlighet att ställa<br />
olika perspektiv mot<br />
varandra, och samtidigt<br />
visa helheten i teknik- och<br />
samhällsutveckling.<br />
Ledare ..................................................................................................................3<br />
Temaintroduktion ............................................................................4<br />
Autonoma system<br />
– bättre än människor i rymden? ........................7<br />
Operationsrobot<br />
minskar blödningar .....................................................................10<br />
Snabb utveckling inom bilindustrin<br />
– osäkerheter i autonoma system .................12<br />
Flygledartorn utan<br />
bemanning i Skåne .......................................................................15<br />
Vägledande dokument<br />
för obemannade farkoster.............................................17<br />
Vilken roll spelar etik och moral? .....................18<br />
<strong>Combitech</strong> är ett obundet konsultföretag som<br />
med hög kompetens och kontinuitet skapar stor<br />
kundnytta genom att tillhandahålla värdefulla och<br />
innovativa lösningar som kombinerar teknik, miljö<br />
och säkerhet.<br />
Kunderna finns inom branscherna försvar, flyg,<br />
telekom och säkerhet samt myndigheter med ansvar<br />
för skydd av flöden i samhället.<br />
Närheten till våra kunder är viktig. Därför finns<br />
<strong>Combitech</strong> på ett 20-tal orter i Sverige och Europa.<br />
Vi är runt 800 medarbetare och ingår i Saabkoncernen<br />
- ett av världens ledande högteknologiska<br />
företag med huvudsaklig verksamhet inom försvar,<br />
flyg och rymd.<br />
Redaktion<br />
Ansvarig utgivare<br />
Marie Bredberg<br />
Redaktionsråd<br />
Göran Carlzon, Erichs Communications<br />
Lena Eklöf<br />
Magnus Skoog<br />
Carina Widholm<br />
Redaktör<br />
Karin Rydman, Linköping<br />
karin.rydman@combitech.<strong>se</strong><br />
Nätvariant av <strong>OnTime</strong><br />
www.ontime.nu<br />
<strong>Combitech</strong><br />
Linköping<br />
Box 15042<br />
583 15 Linköping<br />
(Besöksadress: Universitetsvägen 14)<br />
Jönköping<br />
Box 1017<br />
551 11 Jönköping<br />
(Besöksadress: Slottsgatan 14)<br />
Växjö<br />
Ljungadalsgatan 2<br />
351 80 Växjö<br />
Övriga orter:<br />
Arboga, Borlänge, Enköping, Göteborg, Helsingborg,<br />
Hässleholm, Karlstad, Kista, Kristianstad, Malmö, Norrköping,<br />
Norrtälje, Trollhättan, Västerås, Örebro och Östersund.<br />
E-post<br />
info@combitech.<strong>se</strong><br />
Hemsida<br />
www.combitech.<strong>se</strong><br />
Produktion<br />
Erichs Communications AB, Linköping<br />
Grafisk design Tryck<br />
PO. Kommunikation AB CT Impress<br />
Omslagsbilden visar Christer Fuglesang på uppdrag i rymden. Kanske får vi i<br />
framtiden vänja oss vid att enbart <strong>se</strong> autonoma farkoster i rymden, som Jules<br />
Verne (baksidesbilden). Åtminstone tills rymdturismen når nästa nivå.<br />
Nr 2 – juni <strong>2008</strong><br />
<strong>Combitech</strong>
Autonoma system<br />
– när film blir verklighet?<br />
Autonoma system, vad är det? Begreppet<br />
autonoma antyder att systemen<br />
är självständiga, oberoende och<br />
har en egen självbestämmanderätt.<br />
Hoppsan! System som far runt och gör som de<br />
själva vill? Maskiner som fattar egna beslut<br />
utifrån detekterade händel<strong>se</strong>r och en i förväg<br />
inprogrammerad logik? Hua!<br />
det brukar ju annars vara sådant vi definitivt<br />
vill undvika. Många science fictionfilmer<br />
med undertoner av skräck har gjorts på motsvarande<br />
tema. Maskiner med känslor som<br />
reagerar på uppfattade orättvisor och tar över<br />
världen. Håller vi nu på att reali<strong>se</strong>ra detta?<br />
Ger vi liv åt Terminator utanför filmens värld?<br />
Ska vi vara rädda för denna utveckling?<br />
Nej, det an<strong>se</strong>r jag inte. Tvärtom, autonoma<br />
system i människans tjänst är något väldigt<br />
positivt som förenklar proces<strong>se</strong>r och<br />
arbetsmoment vilka normalt kan vara både<br />
riskfyllda, tidsödande och krävande – eller<br />
bara monotont tråkiga.<br />
Vi är mer skeptiska<br />
När ett autonomt system utvecklas för att lösa<br />
en specifik uppgift innebär detta en specifik<br />
uppsättning verktyg, som också begränsar<br />
systemets handlingsmöjligheter. däri ligger<br />
en av skillnaderna mot robotarna i filmens<br />
värld. en annan skillnad mot den framtid som<br />
visas på film är hur vi människor reagerar på<br />
autonoma system, och vi är säkerligen mer<br />
skeptiska än rollfigurerna i science fictionfilm.<br />
För att utvecklingen ska bli hållbar är det<br />
viktigt att den tar hänsyn till i vilken situation<br />
Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong><br />
och i vilken grad vi människor känner oss bekväma<br />
med autonomin. Troligen kommer vår<br />
acceptans att öka i och med att autonomi blir<br />
mer utbrett, men utvecklarna bör ta hänsyn<br />
till att det inte händer över en natt.<br />
Mer om autonoma system finner du i detta<br />
nummer av <strong>OnTime</strong>. Kryddat med andra<br />
aspekter som moraliska och etiska perspektiv<br />
ledare<br />
på utvecklingen av sådana lösningar.<br />
Hoppas du finner det vara en lika intressant<br />
och tänkvärd läsning som jag gör!<br />
Magnus Svensson<br />
Biträdande Affärsområdeschef,<br />
Informationssäkerhet<br />
3
TeMaiNTrOduKTiON<br />
Autonomi – var går grän<strong>se</strong>n?<br />
Nobelpri<strong>se</strong>t i fysik tilldelades 1974<br />
upptäckaren av pulsaren. Det är ett<br />
fenomen som initialt troddes vara ett<br />
bevis på utomjordiskt liv, men <strong>se</strong>nare<br />
visade sig vara strålningen från en<br />
kraftigt roterande neutronstjärna.<br />
Vid utdelningen av nobelpri<strong>se</strong>t satt<br />
jag som liten pojke och lyssnade och<br />
mitt intres<strong>se</strong> för rymden och teknik<br />
väcktes på allvar.<br />
Så en dag när jag var sju år fick jag en gåva av<br />
min far – ett teleskop. Helt plötsligt visade det<br />
sig att rymden inte var där ute utan här. Jag<br />
gick även på utställningar och fick <strong>se</strong> kopior<br />
av Sputnik och andra rymdraketer som använts<br />
på 60- och 70-talet. Jag trodde på allvar<br />
att vi snart skulle erövra rymden.<br />
Sedan dess har jag alltid drömt om att<br />
åka ut i rymden, men allt eftersom åren gick<br />
insåg jag att resan inte skulle bli av. rymden<br />
visade sig vara en ganska ogästvänlig plats.<br />
Vis<strong>se</strong>rligen vacker men i högsta grad dödlig<br />
för en liten människa. Jag stannade kvar på<br />
jorden, men mitt intres<strong>se</strong> för rymd och teknik<br />
finns fortfarande kvar. Nu finns det ju ett bra<br />
substitut för oss som ville bli piloter eller astronauter,<br />
nämligen att jobba som ingenjörer.<br />
Vi bygger ju systemen och är därmed med på<br />
resan (fast inte på riktigt). När vi bygger våra<br />
system så har vi alltid en pilot, astronaut eller<br />
förare som styr farkosten. i framtidens system<br />
är detta inte självklart. Tekniken finns i stor<br />
utsträckning redan. Frågan är om vi är redo<br />
att ersätta människor helt i säkerhetskritiska<br />
system?<br />
20 säkerhetssystem varnar<br />
autonomin innebär att funktioner som en<br />
människa skulle kunna utföra istället görs av<br />
en dator. Pga den snabba teknikutvecklingen<br />
så blir systemen allt mer komplexa. de kommunicerar<br />
med omgivningen. de låter oss<br />
övervaka och styra omgivningen. aerospaceindustrin<br />
har tagit detta ett steg längre. När<br />
människan inte längre hänger med eller när<br />
farkosten är på för långt avstånd så tvingas vi<br />
bygga system som själva fattar beslut.<br />
i framtidens bilar blir fler och fler system<br />
autonoma. detta är för att föraren inte an<strong>se</strong>s<br />
säker. i moderna bilar finns inom en snar<br />
framtid uppåt 20 säkerhetssystem som varnar<br />
eller temporärt tar över när en fara hotar. i<br />
tävlingen darPa Grand Challenge kör man<br />
med förarlösa bilar. i tävlingen 2007 lyckades<br />
<strong>se</strong>x autonoma bilar fullfölja uppdraget i<br />
simulerad stadstrafik. de körde i <strong>se</strong>x timmar<br />
och var tvungna att följa alla trafikregler. det<br />
visar på framtidens möjligheter, men det kommer<br />
att ta många år innan vi <strong>se</strong>r helt förarlösa<br />
bilar. det finns orsaker till detta, bl a den stora<br />
mängd <strong>se</strong>nsorer som krävs. alla specialfall<br />
är svåra att hantera. Så också regelverket som<br />
kräver en ansvarig förare bakom ratten.<br />
de drivande krafterna är flera. inom<br />
bilindustrin handlar det om säkerhet. inom<br />
4 Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong>
Magnus Skoog har lång<br />
erfarenhet av projekt inom<br />
bl a försvars- och telekom-<br />
industri. För tillfället har<br />
han ett uppdrag på Saab<br />
Aerosystems som handlar om<br />
att införa en modellba<strong>se</strong>rad<br />
process till utvecklingen av det<br />
autonoma flygplanet Neuron.<br />
transport<strong>se</strong>ktorn är det miljö och lägre kost-<br />
nader. inom rymd är det kostnad. i framti-<br />
dens rymduppdrag så kommer det nästan<br />
uteslutande vara en intelligent sond och inte<br />
en astronaut som gör de farliga och långa<br />
uppdragen. då behöver man ju inte heller<br />
återvända till jorden. att vi fortfarande kommer<br />
ha astronauter är ju självklart men det är<br />
helt enkelt för dyrt att skicka folk till Mars.<br />
Vi <strong>se</strong>r idag en utveckling inom vård och<br />
omsorg som liknar den inom aerospace.<br />
Kirurgen motsvarar här piloten. de behöver<br />
fler och fler avancerade instrument för att göra<br />
mer och mer precisa ingrepp. en operationsrobot<br />
repre<strong>se</strong>nterar här ett stridsflygplan vars<br />
avancerade styrning kan kompen<strong>se</strong>ra för operatörens<br />
skakningar. Här flyger kirurgen inne<br />
i det mänskliga landskapet. Här utvecklas<br />
<strong>se</strong>nsortekniken snabbt. Titthålskameror och<br />
bildbehandling är också under stark frammarsch.<br />
de motsvarar aerospaceindustrins<br />
Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong><br />
avancerade <strong>se</strong>nsorer och navigationsutrustning.<br />
Människans i<strong>nr</strong>e landskap visar sig<br />
dock vara mycket mer komplicerat än man<br />
först kan tro. att kunna ersätta kirurgen med<br />
autonoma system ligger långt in i framtiden.<br />
den drivande kraften är förstås även här<br />
kostnader. Möjligheten finns att göra fler och<br />
snabbare operationer med färre biverkningar<br />
och därmed kortare vårdtider.<br />
Process i fyra steg<br />
Vad är egentligen autonomi? det innebär<br />
självbestämmande, dvs att en apparat under<br />
vissa förutsättningar fattar egna beslut. det är<br />
här svårt att dra grän<strong>se</strong>rna eftersom grän<strong>se</strong>n<br />
för vad en farkost klarar hela tiden förskjuts.<br />
det som för 20 år <strong>se</strong>dan var omöjligt är i dag<br />
görbart. autonoma system tillkommer ofta i<br />
flera steg:<br />
1.<br />
2.<br />
3.<br />
4.<br />
Nya <strong>se</strong>nsorer ger möjlighet att <strong>se</strong>/<br />
övervaka saker. detta ger rådata.<br />
Sensorernas information filtreras och<br />
fusioneras med andra <strong>se</strong>nsorer. detta<br />
kan t ex användas för larm.<br />
Funktionen byggs på med funktion<br />
som gör att den vet när den ska vara<br />
aktiv och inte larma i onödan.<br />
Funktionen återkopplas. den tar över<br />
en funktion och kan t ex göra en undanmanöver.<br />
Äkta autonomi finns förstås endast i fordon<br />
som är helt förarlösa men denna definition<br />
är egentligen onödigt begränsande. i detta<br />
nummer kommer vi att <strong>se</strong> tillämpningar<br />
på autonomi som vi som barn bara kunde<br />
drömma om.<br />
Vi vill känslomässigt alltid att någon människa<br />
ska vara ansvarig. denna person an<strong>se</strong>r<br />
vi har ett omdöme. det finns situationer där<br />
en människas omdöme och därmed långsammare<br />
eller ibland oförutsägbara reaktion gör<br />
att säkerhetsnivån inte kan bli tillräckligt hög.<br />
detta innebär på sikt att om vår tillit till tekniska<br />
system ökar så kommer vi att <strong>se</strong> allt fler<br />
tillämpningar. det är dock vårt eget val om vi<br />
i framtiden har förarlösa plan och operationer<br />
Övervakning/<br />
Larm<br />
aV MaGNuS SKOOG<br />
Seende/<br />
<strong>se</strong>nsorer<br />
Kollisionsundvikning<br />
Planering<br />
Navigering<br />
Feldiagnostik<br />
Aktuatorer<br />
Maskin<br />
– Människa<br />
interaktion<br />
Koordinering /<br />
samordning<br />
Kommunikation<br />
Beslutstöd<br />
Sensorfusion<br />
Reglerteknik<br />
Autonomi innefattar förmågan till<br />
självstyre. Det är ett mycket brett<br />
teknikområde som spänner från<br />
lågnivåstyrning med reglering m h a<br />
<strong>se</strong>nsorer och aktuatorer. På högre<br />
nivå handlar det t ex om navigering,<br />
feldiagnostik och planering. De stora<br />
tekniska utmaningarna finns inom<br />
områden som koordinering (flera<br />
farkoster samarbetar) och kollisionsundvikning.<br />
Området handlar dock<br />
inte bara om teknik. Det behövs även<br />
bra system för interaktion mellan<br />
maskin och människa. Samtidigt krävs<br />
också förändringar i regelverk för att<br />
möjliggöra utvecklingen.<br />
5
auTONOMi – Mer ÄN Bara TeKNiK<br />
7.<br />
6.<br />
Produktifiering<br />
Regelverk/<br />
standarder<br />
uppdateras<br />
som utförs av robotar. de regelverk som finns<br />
idag hindrar de tekniska tillämpningarna.<br />
Men även här sker stora förändringar.<br />
Prostatapatienter som får välja framhärdar<br />
idag att få bli opererade med roboten framför<br />
att göra en traditionell operation. detta<br />
beror förstås på att de får färre biverkningar<br />
och kan komma hem mycket snabbare. det<br />
handlar också om att läkarna kan förklara den<br />
nya teknikens möjligheter på ett pedagogiskt<br />
och personligt sätt. denna möjlighet finns<br />
förstås inte när tekniken vänder sig till den<br />
stora massan. då måste den införas med stor<br />
försiktighet och godkännas i proces<strong>se</strong>r där det<br />
finns politiska påverkansmöjligheter. Vi vill<br />
inte känna oss som slavar under tekniken.<br />
8.<br />
Användning<br />
Acceptans<br />
bland experter<br />
Ingen risk. Endast ett koncept. Alla ideer är möjliga<br />
Låg risk. Tekniken används endast i kontrollerade sammanhang.<br />
Vad som är möjligt och<br />
önskvärt förskjuts<br />
Utprovning/<br />
demonstration<br />
Etablerad<br />
Teknik<br />
Ny idé<br />
Hög risk. Ny teknik provas under realistiska former. Dock i kontrollerad miljö.<br />
Mycket hög risk. Ny teknik som kanske inte ännu är etablerad används.<br />
Koncept/<br />
prototyp<br />
Lägre risk. Risken sjunker med användningen. Efter en tid kan inte ens haverier stoppa tekniken.<br />
Låg risk igen. När människan har tilltro till tekniken så är risken liten.<br />
5.<br />
9.<br />
1.<br />
4.<br />
11.<br />
2.<br />
en annan faktor är vårt behov av kontroll. en<br />
rallyförare slår av alla återkopplade system på<br />
sin bil då han vill ha full kontroll. detsamma<br />
gäller många piloter som slår av Flight Controllern.<br />
Men gäller detta även gemene man?<br />
Enskild händel<strong>se</strong> kan<br />
stoppa hela utvecklingen<br />
i lju<strong>se</strong>t av detta så är det dock viktigt att inte<br />
blunda för riskerna med att försöka etablera<br />
teknik för fort. risken för bakslag är mycket<br />
stor och då stannar teknikutvecklingen<br />
kanske under lång tid framåt. det finns en<br />
rad exempel på detta. T ex Hindenburgkatastrofen<br />
1936 som stoppade användningen<br />
av luftskepp. under 20- och 30-talet flögs det<br />
3.<br />
mycket och användes t ex i reguljär trafik<br />
mellan europa och amerika. Trots att det<br />
var vätga<strong>se</strong>n som var problemet stoppades<br />
utvecklingen även för skepp med helium som<br />
medium. Challengerkatastrofen 1986 stoppade<br />
användningen av rymdfärjor under ganska<br />
lång tid. Harrisburghaveriet 1979 satte lju<strong>se</strong>t<br />
på dittills ouppmärksammade aspekter av<br />
människans förhållande till teknik och automatik.<br />
Med både tur och skicklighet förhindrades<br />
en större härdsmälta och radioaktiva<br />
utsläpp, men händel<strong>se</strong>n ledde till en närmast<br />
total förtroendekollaps för kärnkraft i t ex<br />
Sverige. n<br />
6 Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong><br />
Ny teknisk<br />
landvinning<br />
Tilltro<br />
10.<br />
Teknikspiralen visar hur en positiv<br />
teknisk utveckling kan ske. Att<br />
fullt ut etablera ny teknik inom<br />
säkerhetskritiska områden kommer<br />
alltid att ta tid. För att det ska vara<br />
möjligt krävs ofta en positiv spiral<br />
där alltmer avancerad teknik införs.<br />
Genom att arbeta successivt ökar<br />
acceptan<strong>se</strong>n för tekniken – något<br />
som är avgörande för att införandet<br />
ska lyckas. Samtidigt hinner regelverk<br />
och standarder uppdateras.<br />
Nyckeln till att framgångsrikt införa<br />
system med ökad autonomi blir<br />
därmed att hela tiden arbeta i små,<br />
genomtänkta steg.
Autonoma system<br />
– bättre än människor i rymden?<br />
Rymdåldern började med ett pip.<br />
Pipet kom från den ryska satelliten<br />
Sputnik som sköts upp 4 oktober 1957<br />
och vars enda funktion egentligen var<br />
att skicka dessa pip över radiovågorna<br />
för att bevisa sin existens. Det var<br />
det första steget på en väg som <strong>se</strong>dan<br />
lett oss till månlandningar, fjärrstyrda<br />
bilar på Mars och satelliter som är på<br />
väg att lämna solsystemet.<br />
redan innan Sputnik cirklade runt jorden<br />
var planen att vi skulle skicka upp människor<br />
i rymden och maskinerna fick inte vara<br />
ensamma där uppe särskilt länge. 12 april<br />
1961 blev Juri Gagarin den första människan i<br />
rymden och han följdes <strong>se</strong>dan genom åren av<br />
en lång rad astronauter och kosmonauter.<br />
Ända från början fanns det dock de som<br />
ifrågasatte det kloka i bemannade rymdfärder.<br />
en miljö med vakuum, stora temperaturskillnader<br />
och obönhörlig kosmisk strålning är definitivt<br />
inte något som människor är gjorda för<br />
och riskerna med rymdfärder var uppenbara.<br />
Förespråkarna hade dock starkare argument<br />
på sin sida. Förutom mer visionära tankar<br />
som att rymden var nästa naturliga steg i<br />
mänsklighetens utveckling så kunde de peka<br />
på att det fanns mycket som satelliter, robotar<br />
och andra maskiner helt enkelt inte kunde<br />
göra, men som människor med sin anpassningsförmåga<br />
var väldigt väl lämpade för.<br />
Systemen var nämligen inte särskilt autonoma<br />
och fjärrstyrningen var inte helt pålitlig.<br />
det krävdes helt enkelt människor för att<br />
kunna utföra de mer invecklade uppgifterna<br />
där man måste kunna hantera det oväntade<br />
och fatta snabba beslut.<br />
Långlivad diskussion<br />
det har nu gått över 50 år <strong>se</strong>dan vi första<br />
gången lyckades skicka upp något i omloppsbana<br />
och nästan 40 år <strong>se</strong>dan Neil armstrong<br />
satte sin fot på månen, men diskussionen om<br />
det är värt att ha bemannade rymdfärder<br />
pågår än.<br />
Skillnaden nu är att de autonoma systemen<br />
har blivit mer avancerade än de var i rymd-<br />
Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong><br />
flygningens barndom. Vi har bilar på Mars<br />
som vis<strong>se</strong>rligen får sina order från jorden,<br />
men som själva kan ta vissa beslut för att undvika<br />
att köra över stup och liknande.<br />
det finns också farkoster som eSas Jules<br />
Verne som skjuts upp till den internationella<br />
rymdstationen och själv sköter dockningen<br />
med stationen. det kan kanske låta riskabelt<br />
att låta en 20 ton tung kap<strong>se</strong>l sköta dockningen<br />
i stort <strong>se</strong>tt på egen hand, men de autonoma<br />
systemen är så avancerade idag att den ska<br />
kunna styra sig själv med en precision på 1,5<br />
centimeter vilket gott och väl räcker för att<br />
göra en säker dockning.<br />
Så de obemannade systemen har kommit<br />
långt, men de befinner sig ändå till stor del i<br />
aV KeNT OlOFSSON<br />
Christer Fuglesang blev 2006 den första svensken i rymden.<br />
– Vi är en nyfiken art som vill testa våra grän<strong>se</strong>r, och i rymden kan vi nå nya mål som vi aldrig upplevt tidigare, berättar han för <strong>OnTime</strong>.<br />
sin linda för även om tekniken som behövs<br />
har funnits beskriven länge har inte särskilt<br />
många autonoma farkoster verkligen flugits.<br />
det behövs fortfarande en hel del tester för<br />
att vi ska kunna dra full nytta av autonoma<br />
system i rymden.<br />
Några av dessa tester kommer svenska<br />
rymdbolaget att stå för. Tillsammans med en<br />
rad andra rymdstyrel<strong>se</strong>r i andra länder ska<br />
de skicka upp satellitsystemet Prisma nästa<br />
år. det består av en liten satellit som går i<br />
omloppsbana runt jorden och en större satellit<br />
som ska kunna navigera autonomt kring den<br />
mindre satelliten.<br />
Tanken är att man ska testa metoder för<br />
formationsflygning och automatisk rendez-<br />
7
auTONOMi – Mer ÄN Bara TeKNiK<br />
vous mellan rymdfarkoster. Något som vi<br />
måste behärska för att exempelvis kunna<br />
genomföra NaSas och eSas gemensamma<br />
Mars Sample return där markprover från<br />
Mars ska grävas upp av en rover, skjutas upp<br />
från Mars yta, docka med en raket i omloppsbana<br />
och skickas iväg till jorden. lite som<br />
Jules Verne alltså, men medan besättningen<br />
på rymdstationen kan avbryta dockningen<br />
om något skulle gå fel tar det för lång tid att<br />
skicka kommandon till Mars för att rädda en<br />
misslyckad dockning.<br />
– Ska det här fungera måste man vara<br />
säker på att det går att göra ett rendez-vous<br />
mellan kap<strong>se</strong>ln som skjuts upp från Mars och<br />
farkosten som går i bana runt planeten och<br />
med Prisma testar vi autonoma system som<br />
skulle kunna klara av något liknande, säger<br />
Per Bodin, operationsansvarig för Prisma på<br />
rymdbolaget.<br />
Prisma kommer också att användas för<br />
att testa autonoma metoder för att sätta ihop<br />
delar av en konstruktion i rymden. Något som<br />
kan komma väl till pass den dag vi ska bygga<br />
ett skepp som kan ta oss till Mars.<br />
det finns även lite mer jordnära anledningar<br />
till att det vore bra att få satelliterna<br />
mer autonoma.<br />
– Operationen av satelliterna står för en relativt<br />
stor del av kostnaderna så av kostnadsskäl<br />
är det definitivt intressant att göra dem<br />
mer autonoma och avlasta markkontrollen så<br />
mycket som möjligt, säger Per Bodin.<br />
Pionjärarbete<br />
det finns inte så mycket praktisk erfarenhet<br />
av det här så rymdbolaget får utföra en del<br />
pionjärarbete med Prisma.<br />
– Principerna har funnits teoretiskt, men<br />
det är inte många liknande projekt som<br />
verkligen flugit så vi får stå för en hel del egna<br />
tankar och lösningar för att få någonting som<br />
fungerar i rymden, säger Per Bodin.<br />
att autonoma system kan utföra förhållandevis<br />
komplicerade operationer redan idag<br />
och att de kommer att bli allt mer avancerade<br />
råder det knappast någon tvekan om. Så då<br />
återkommer frågan om det verkligen är värt<br />
– När man behöver ha mer flexibilitet i arbetsuppgifterna och kunna anpassa sig till oväntade situationer så behövs det människor i<br />
rymden, enligt Christer Fuglesang.<br />
att skicka upp människor i rymden eller om vi<br />
ska hålla oss till satelliter och robotar?<br />
den ende svensk som har personlig erfarenhet<br />
av hur det är att vara ute i rymden är vår<br />
astronaut Christer Fuglesang och han tycker<br />
att man <strong>se</strong>r det på fel sätt om man menar att<br />
vi måste välja det ena eller det andra.<br />
– Frågan är inte om vi ska använda robotar<br />
eller skicka människor utan det gäller att<br />
använda robotar när det är mest effektivt och<br />
människor när det är mest effektivt och vi<br />
behöver både robotar och människor för att<br />
lyckas, säger Christer Fuglesang.<br />
Frågan är istället när det fungerar bäst med<br />
människor och när en robot kan vara den<br />
lämpligaste lösningen.<br />
– När man behöver ha mer flexibilitet i<br />
arbetsuppgifterna och kunna anpassa sig till<br />
8 Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong>
oväntade situationer så behövs det människor<br />
i rymden, säger Christer Fuglesang. robotar<br />
å sin sida är det bästa alternativet när vi vet<br />
ganska väl vad uppgiften är och hur den ska<br />
utföras eller när det helt enkelt är för farligt<br />
att skicka människor.<br />
Maskinerna är våra vänner<br />
Så med största sannolikhet kommer männis-<br />
Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong><br />
kor och maskiner att gå arm i arm i utforskandet<br />
av rymden. eftersom det är både dyrt<br />
och potentiellt farligt att skicka ut människor<br />
i rymden gäller det dock att ha bra argument<br />
för att göra det och Christer Fuglesang tycker<br />
att det finns gott om sådana argument.<br />
– i ett lite större perspektiv är vi en nyfiken<br />
art som vill testa våra grän<strong>se</strong>r och i rymden<br />
kan vi nå nya mål som vi aldrig upplevt<br />
auTONOMi – Mer ÄN Bara TeKNiK<br />
tidigare, säger han. rymden står också för<br />
utmaningar som driver fram lösningar som<br />
resten av samhället <strong>se</strong>dan kan dra nytta av.<br />
Sedan får vi inte glömma att rymden kan<br />
tjäna som en inspirationskälla i stort och<br />
smått. i ett närmare perspektiv har vi till<br />
exempel diskussionen i Sverige om varför så<br />
få ungdomar vill studera tekniska ämnen på<br />
gymnasier och universitet.<br />
– Om vi vill att fler ungdomar ska studera<br />
teknik och vetenskap måste vi kunna inspirera<br />
dem till det och utforskningen av rymden<br />
kan verkligen inspirera människor, säger<br />
Christer Fuglesang.<br />
Ser vi rymdutforskningen i ett större perspektiv<br />
så har människor i alla tider inspirerats<br />
av andra människor som utför stordåd.<br />
en hel värld hyllade besättningen på apollo<br />
11 när de kom hem efter den första månlandningen,<br />
men vi har hittills inte hållit en enda<br />
parad för en robot och uppslutningen skulle<br />
nog inte bli så stor om vi höll en. Så slutsat<strong>se</strong>n<br />
blir att vi knappast kommer att nöja oss med<br />
pipande satelliter och grävande robotar utan<br />
vi vill <strong>se</strong> människor i rymden för att verkligen<br />
uppleva att vi är där och utforskar den. n<br />
CHRISTER FuGLESANG föddes i Stockholm<br />
1957. Han studerade vid KTH och disputerade i<br />
experimentell partikelfysik 1987 på Stockholms<br />
universitet och blev docent 1991.<br />
1992 blev han antagen till ESAs astronaututbildning<br />
och genomgick kosmonautträning i<br />
Stjärnstaden i Ryssland 1993-1996. 1996 överflyttades<br />
han till Nasas Johnson Space Center<br />
Astronaut Office i Houston där han fortfarande<br />
är stationerad. 1998 avslutade han sin formella<br />
astronaututbildning och blev officiellt Mission<br />
Specialist för den amerikanska rymdfärjan.<br />
2006 blev Christer Fuglesang den förste<br />
svensken i rymden när han for upp till den<br />
internationella rymdstationen med rymdfärjan<br />
Discovery. Hans uppdrag innebar att han fick<br />
göra tre rymdpromenader för att installera ny<br />
utrustning och reparera en solpanel.<br />
9
aV KeNT OlOFSSON<br />
Operationsrobot<br />
minskar blödningar<br />
<strong>OnTime</strong> deltar vid en prostataoperation<br />
Skulle du våga låta en robot operera<br />
dig? Om du ställer frågan till någon<br />
som ska genomgå en prostataoperation<br />
är chan<strong>se</strong>n stor att svaret blir<br />
ett rungande ja. Med fördelar som<br />
mindre blödningar, mindre smärta och<br />
kortare tid på sjukhu<strong>se</strong>t och en möjlighet<br />
att det rent av blir säkrare rent<br />
medicinskt är det lätt att förstå varför<br />
robotoperationer är populära bland<br />
prostatapatienter.<br />
Nu handlar det inte om en robot som sköter<br />
operationen helt själv utan snarare om ett<br />
verktyg för kirurgen, precis som en skalpell<br />
är ett verktyg. Men medan en skalpell inte <strong>se</strong>r<br />
särskilt imponerande ut är en operationsrobot<br />
en magnifik uppenbarel<strong>se</strong>.<br />
Vi fick tillfälle att vara med på en operation<br />
på linköpings universitetssjukhus där överläkare<br />
Per Skoglund och hans kollega överläkare<br />
Bill Petersson opererade bort prostatan på<br />
en cancerpatient. Patienten som är under full<br />
narkos ligger helt dold under gröna operationsdukar<br />
och det enda som syns är en liten<br />
del av buken. Teamet består av narkosläkare,<br />
operationssköterska och två kirurger och det<br />
första som sker är att <strong>se</strong>x små hål görs i buken.<br />
i dessa hål förs smala rör in och <strong>se</strong>dan är det<br />
dags att väcka roboten.<br />
Metallbläckfisk<br />
det är en ungefär två meter hög metallbläckfisk<br />
med fyra armar som rullas in över<br />
patienten. armarna håller i de instrument, i<br />
första hand sax och kamera, som kirurgen ska<br />
använda under operationen.<br />
i linköping turas kirurgerna om att sitta<br />
vid kontrollenheten eller vid patienten och<br />
idag är det Per Skoglunds tur att assistera så<br />
han tar plats bredvid patienten medan Bill<br />
Petersson sätter sig vid kontrollenheten som<br />
står några meter bort i operationssalen.<br />
det är från kontrollenheten som roboten<br />
styrs. Själva enheten <strong>se</strong>r ut som något som<br />
närmast kan beskrivas som ett periskop där<br />
bilden från kamerorna inne i patientens kropp<br />
visas.<br />
– det finns två kameror kopplade till optiken<br />
så vi får en virtuell 3d-bild vilket ger en känsla<br />
av att man nästan sitter inne i patienten och<br />
opererar, säger Per Skoglund.<br />
Samma bild som operationskirurgen <strong>se</strong>r visas<br />
också upp på en skärm i operationssalen,<br />
om än i 2d, och eftersom det är Hd-kvalitet<br />
på bilden blir det väldigt tydligt hur det <strong>se</strong>r ut<br />
inne i kroppen. det lär också vara nödvändigt<br />
eftersom det för en oinvigd <strong>se</strong>r ut som en enda<br />
röra där det är omöjligt att avgöra var i kroppen<br />
man befinner sig. Kirurgerna har dock<br />
inga problem att veta var de är och pekar ut<br />
uri<strong>nr</strong>ör, sädesledare och andra delar av anatomin<br />
som inte får skadas under operationen.<br />
Varje patient är unik så det går inte på<br />
förhand att veta exakt hur det kommer att <strong>se</strong><br />
ut inuti kroppen när man börjar operationen.<br />
det är en anledning till att vi inom överskådlig<br />
framtid inte får <strong>se</strong> autonoma robotar som<br />
opererar på egen hand. Fortfarande är det<br />
kirurgens kunskap, erfarenhet och intuitiva<br />
känsla för hur olika oväntade situationer ska<br />
lösas som är det viktigaste för att operationen<br />
ska bli bra och de faktorerna kan vi inte överföra<br />
till ett datorprogram.<br />
Hög precision<br />
de rörel<strong>se</strong>r som kirurgen utför vid operationsstationen<br />
utförs omedelbart av armarna<br />
på roboten, men när kirurgen för sina händer<br />
och fingrar några centimeter omvandlar<br />
roboten det till rörel<strong>se</strong>r på några millimeter<br />
inne i kroppen. Samtidigt förstoras bilden upp<br />
tio gånger så detaljer som är centimeterstora<br />
i verkligheten blir stora som tennisbollar på<br />
skärmen. dessutom är instrumenten ledade<br />
så de kan vridas ungefär som man vrider en<br />
handled. det här ger en mycket stor precision<br />
och det gör det enklare att undvika en av de<br />
stora riskerna vid traditionell öppen kirurgi.<br />
– Nerverna som går till svällkropparna och<br />
styr erektionen går precis bakom prostata och<br />
skadar man dem kan patienten bli impotent<br />
och det är också den vanligaste biverkningen<br />
vid sidan av ansträngningsinkontinens, säger<br />
Per Skoglund.<br />
Försiktigt skär man sig ner genom hinnor<br />
och fett mot prostatan. de små blödningar<br />
som uppkommer stoppas snabbt genom att<br />
såret bränns ihop. Saxen som används är<br />
nämligen strömförande och kan hetta upp<br />
vävnad när det behövs.<br />
det tar litet drygt en timme att arbeta sig<br />
ner till prostatan och 20 minuter <strong>se</strong>nare har<br />
den frilagts, lagts in i en på<strong>se</strong> och dragits ut ur<br />
kroppen. efter ytterligare 20-30 minuter är de<br />
<strong>se</strong>x små hålen i patienten hopsydda och han<br />
förs bort till uppvakningen.<br />
Om det här hade varit en traditionell<br />
operation med öppen kirurgi hade patienten<br />
fått ligga kvar i uppemot fyra-fem dagar, men<br />
nu får han gå hem redan dagen efter. det blir<br />
också betydligt mindre blödningar vilket i sig<br />
minskar risken för biverkningar efter operationen.<br />
lägg <strong>se</strong>dan till att det gör mindre ont<br />
att ha <strong>se</strong>x små sår än ett stort som ska läka så<br />
är det lätt att in<strong>se</strong> att det är populärt att bli<br />
opererad på det här sättet.<br />
– det finns en oerhörd acceptans för den här<br />
metoden hos patienterna och de har också ett<br />
väldigt starkt förtroende för tekniken så det<br />
finns ett väldigt starkt tryck bland patienterna<br />
att få bli opererade med den här metoden,<br />
säger Per Skoglund.<br />
exakt hur stor acceptan<strong>se</strong>n blir beror nu<br />
också på hur metoden pre<strong>se</strong>nteras. Om patienterna<br />
bara får veta att en robot ska skära i<br />
dem lär de knappast bli lika positivt inställda<br />
som om någon tar sig tid att förklara hur det<br />
går till och vilka fördelarna är. det gäller att<br />
ge patienterna en känsla av att de förstår sig<br />
på och har nytta av tekniken.<br />
den riktigt stora fördelen som man förstås<br />
skulle vilja berätta om är att det är större<br />
chans att operationen blir lyckad än om man<br />
använder öppen kirurgi, men här blir det<br />
svårt att säga något riktigt bestämt.<br />
– det finns inga klara studier som bevisar<br />
att man får bättre resultat med den här<br />
metoden rent onkologiskt, men känslan är att<br />
det är så och trenderna visar också att det kan<br />
vara så, säger Per Skoglund. Om det <strong>se</strong>dan<br />
är robotens förtjänst eller att de som använder<br />
den är skickliga kirurger som skulle fått<br />
samma resultat utan den är omöjligt att säga.<br />
10 Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong>
en av orsakerna till att man inte kan visa på<br />
några tydliga förbättringar rent onkologiskt<br />
är att metoden inte använts så länge än. Problemet<br />
är att det kan bli svårt att göra några<br />
studier som kan visa hur det är med den<br />
saken i framtiden också.<br />
För en sådan studie krävs det nämligen att<br />
tillräckligt många patienter går med på att<br />
låta lotten avgöra vilken operationsmetod<br />
som används. Med tanke på de fördelar som<br />
bevisligen finns i form av mindre smärta och<br />
snabbare hemgång lär det bli svårt att få patienter<br />
att frivilligt gå med på öppen kirurgi<br />
när det kan undvikas.<br />
Om det lönar sig samhäll<strong>se</strong>konomiskt är<br />
också något som inte bevisats än. roboten<br />
kostade i linköpings fall två miljoner euro<br />
och så måste instrumenten bytas ut efter tio<br />
operationer. Totalt kostar varje ingrepp 15 000<br />
– 20 000 kronor mer än vid öppen kirurgi om<br />
man inte räknar in avskrivningskostnaden<br />
som är beroende av hur många operationer<br />
som utförs. Mot det ska ställas att patienterna<br />
kommer hem fyra-fem dagar tidigare och kan<br />
återgå till normal verksamhet snabbare vilket<br />
borde ge samhäll<strong>se</strong>konomiska vinster, men<br />
än har det inte gjorts någon utredning som<br />
bevisar att det lönar sig rent ekonomiskt.<br />
Bättre arbetsmiljö<br />
För kirurgerna finns det klara fördelar med<br />
att använda roboten som bland annat ger<br />
bättre ergonomi. istället för att stå böjd över<br />
patienten i en obekväm ställning i två timmar<br />
som är fallet vid öppen kirurgi sitter<br />
nu kirurgen bekvämt på en stol under hela<br />
proceduren.<br />
Fakta<br />
Ungefär 10 000 nya fall av prostatacancer<br />
upptäcks varje år vilket motsvarar ungefär<br />
30 procent av alla diagnosticerade tumörer<br />
hos män. 2 500 män dör i prostatacancer<br />
varje år.<br />
Det uppträder inga symptom förrän<br />
tumören vuxit sig stor, men många män<br />
screenas nu för prostatacancer och när den<br />
upptäcks tidigt är det förhållandevis lätt<br />
att bota.<br />
Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong><br />
Bland patienterna finns en stor acceptans för att bli opererade med roboten.<br />
Själva operationstiden är ungefär den samma<br />
för öppen kirurgi och robotkirurgi och det<br />
krävs ingen större utbildning för att lära sig<br />
använda roboten.<br />
– det är väldigt intuitivt och roboten<br />
fungerar som förlängning av armen och mina<br />
fingrar blir instrumentspetsarna inne i kroppen,<br />
säger Per Skoglund.<br />
Om Per Skoglund skulle få önska sig något<br />
så vore det att roboten också kunde ge en fysisk<br />
känsla av vad som händer inne i kroppen.<br />
– det enda som jag tycker saknas är taktil<br />
feedback så man kunde känna när man möter<br />
motstånd eller drar i något, säger han. Men för<br />
att kunna behandla alla data som det skulle<br />
generera skulle det behövas en superdator så<br />
det ligger nog rätt långt in i framtiden.<br />
Som med det mesta annat krävs det övning<br />
Utvecklingen av operationsrobotar inleddes<br />
redan i slutet av 1980-talet då amerikanska<br />
försvaret gav Stanford Re<strong>se</strong>arch Institute<br />
i uppdrag att utveckla ett system som<br />
skulle kunna användas för telemedicin.<br />
Kirurger skulle då kunna sitta i säkerhet<br />
bakom fronten och operera skadade via en<br />
fjärrstyrd robot.<br />
Forskarna som arbetade med att konstruera<br />
systemet insåg att det här också var<br />
ett bra tillfälle att utveckla en annan teknik<br />
som börjat testas i mitten av 1980-talet,<br />
auTONOMi – Mer ÄN Bara TeKNiK<br />
nämligen titthålskirurgi. Med den metoden<br />
slapp kirurgerna skära stora snitt i patienterna<br />
utan kunde gå in i kroppen via små<br />
hål och utföra operationen med instrument<br />
som satt i spet<strong>se</strong>n på de rör som fördes in<br />
och som kunde styras utifrån.<br />
Nu visade det sig att det inte fungerade<br />
så bra att fjärrstyra roboten. Det blev en<br />
fördröjning i signalen mellan kirurg och<br />
robot som gjorde det omöjligt att operera<br />
effektivt och försvaret lade därför ner<br />
projektet.<br />
för att bli bra på det här och här finns det ett<br />
problem. i Sverige har vi en liten befolkning<br />
och många sjukhus så det kan vara svårt att få<br />
så många patienter som man vill ha.<br />
det är ett generellt bekymmer vi har inom<br />
svensk sjukvård att decentrali<strong>se</strong>ringen inom<br />
den operativa verksamheten gör att vi får för<br />
liten volym på varje enskild operatör, säger<br />
Per Skoglund.<br />
att det här är en metod på kraftig frammarsch<br />
råder det dock ingen tvekan om. den<br />
första roboten levererades 1999 och nu utförs<br />
uppemot 70 procent av alla prostataoperationer<br />
i uSa med den här tekniken och risken<br />
för allvarliga biverkningar är mycket liten.<br />
Så i det här fallet får man instämma i Kjell<br />
Höglunds gamla slagdänga och säga att maskinerna<br />
är våra vänner. n<br />
Titthålskirurgin fungerade dock bra och<br />
projektet togs över av det privata företaget<br />
Intuitive Surgical 1995. 1999 lan<strong>se</strong>rade de<br />
operationsroboten Da Vinci som idag har<br />
sålts i över 700 exemplar och en av robotarna<br />
står på Linköpings universitetssjukhus.<br />
Även den civila roboten har testats i<br />
telemedicin där kirurgen i USA opererade<br />
på en patient i Frankrike. Fördröjningen i<br />
signalen låg dock på 300 milli<strong>se</strong>kunder vilket<br />
är för mycket så roboten används inte för<br />
telemedicin idag.<br />
11
aV FredriK GuSTaFSSON<br />
Snabb utveckling inom bilindustrin<br />
– osäkerheter i autonoma system<br />
Autonoma system agerar och fattar<br />
beslut utan mänsklig inblandning. Design<br />
av autonoma system är ett stort<br />
område som sträcker sig från reglerteknikens<br />
matematiska grunder via<br />
spagettiprogrammeringens ändlösa<br />
villkorssat<strong>se</strong>r till artificiell intelligens,<br />
där den <strong>se</strong>nare kanske är den vanligaste<br />
associationen när det gäller<br />
autonomi i komplexa system.<br />
artificiell intelligens definieras enligt wikipedia<br />
som studie och design av intelligenta<br />
agenter vilka känner av omgivningen och agerar<br />
för att maximera sina chan<strong>se</strong>r att lyckas.<br />
autonoma system har ett brett spektrum av<br />
tillämpningar och vi foku<strong>se</strong>rar den här diskussionen<br />
på säkerhetskritiska farkostfunktioner<br />
och speciellt förarassistans i bilar.<br />
ett kännetecknade drag hos regelba<strong>se</strong>rade<br />
autonoma system är att de är deterministiska,<br />
dvs alltid ger samma svar på samma fråga.<br />
det kan ju verka naturligt, men kan ge en<br />
överoptimistisk tilltro till funktionen när dess<br />
omgivning har osäkerheter:<br />
• Indata kommer från <strong>se</strong>nsorer och pas<strong>se</strong>rar<br />
signalbehandlingsalgoritmer som skattar<br />
farkostens tillstånd och dess omgivning.<br />
Sensorer har mätfel och begreppen skattning<br />
av tillstånd indikerar att utdata är<br />
behäftade med osäkerheter.<br />
• Tillståndsskattningen matas in i ett regelba<strong>se</strong>rat<br />
system och ut kommer ett beslut i<br />
form av en varning eller aktivt ingrepp.<br />
• Omgivningens reaktion på beslutet har<br />
tydliga osäkerheter och kon<strong>se</strong>kven<strong>se</strong>n av<br />
ett och samma beslut med samma indata<br />
kan variera på ett sätt som kan uppfattas<br />
som stokastiskt.<br />
Vi ska här ge ett systemperspektiv på totalnyttan<br />
av autonoma säkerhetshöjande funktioner i<br />
bilar och hur detta kan relatera till kostnaden.<br />
Autonomt beslutsfattande i bilar<br />
darPa Grand Challenge är en internationell<br />
forskartävling som illustrerar vad som kan<br />
Relativ hastighet<br />
Kollisionslindrande bromsmanövrar<br />
En fundamental storhet i kollisionsundvikande<br />
och kollisionslindrande system är tiden till kollision<br />
tttk, vilken definieras av negativa kvoten<br />
mellan relativt avstånd srel och relativ hastighet<br />
vrel: s<br />
t rel<br />
ttk = – .<br />
vrel<br />
Den återspeglar som namnet antyder hur lång<br />
tid det tar innan kollisionen inträffar, givet att<br />
relativhastigheten inte ändras. Båda fordonen<br />
antas alltså fortsätta i samma riktning och med<br />
samma hastighet. Dessutom krävs i detta uttryck<br />
att relativa accelerationen är noll, i annat<br />
fall får man lösa en andragradare för att få tttk. Tid till kollision kan användas för trafik i en fil<br />
(bil, tåg) eller andra farkoster som ligger på<br />
konstant relativ bäring.<br />
Den typ av dopplerradar som används i bilar<br />
ger både relativt avstånd och hastighet, så tttk kan direkt beräknas och ett enkelt regelverk kan<br />
<strong>se</strong> ut enligt följande:<br />
1. Om 1 < tttk < 3 så varna föraren med ljud<br />
eller ljus.<br />
2. Om 0.5 < tttk < 1 så aktivera bromsförstärkaren<br />
och ge föraren en haptil varning.<br />
3. Om tttk < 0.5 så panikbromsa autonomt<br />
Hur effektivt är ett sådant system i praktiken?<br />
-3<br />
-3.5<br />
-4<br />
-4.5<br />
-5<br />
-5.5<br />
-6<br />
-6.5<br />
-7<br />
8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12<br />
Relativt avstånd<br />
(a)<br />
Figur 1: (a) En radar mäter avstånd och relativ hastighet (doppler) till ett eller flera<br />
framförvarande fordon, båda med mätfel vilka illustreras med en konfiden<strong>se</strong>llips.<br />
(b) Tid till kollision får pga mätfelen en sannolikhetsfördelning som i det här fallet är skev.<br />
Osäkerhet i indata<br />
En typisk bilradar har en osäkerhet. Det innebär<br />
att det beräknade värdet av tttk får ett stokastiskt<br />
bidrag, dvs i en och samma situation får<br />
man olika värden varje gång. Det finns två typer<br />
av felbeslut: att agera när det inte behövs (falsklarm)<br />
och att inte agera då det behövs (missat<br />
larm). I förarassistanssystem vill man undvika<br />
falsklarm för att maximera föraracceptan<strong>se</strong>n av<br />
systemen.<br />
Ett intressant fall är när relativhastigheten är<br />
nära noll och avståndet mellan bilarna är kort.<br />
Ett sådant fall visas i figur 1. Fördelningen för<br />
tttk blir i detta fall tydligt skev: man kan få mycket<br />
stora värden på tttk och då missa att agera då<br />
man borde det. Utan mätosäkerhet skulle man<br />
få tttk = 2, och för den aktuella fördelningen blir<br />
medelvärdet 2.3 och medianen 2.2.<br />
En intressant iakttagel<strong>se</strong> är att beslutsfattare<br />
inom bilindustrin har svårt att acceptera att ett<br />
ingrepp kan ske stokastiskt. Deras kundorienterade<br />
uppfattning är att antingen funkar ett<br />
system eller så funkar det inte. Det ska inte<br />
finnas några “beror på” eller “med sannolikhet<br />
99 % funkar det”. I praktiken får man dock leva<br />
med kompromis<strong>se</strong>n mellan falsklarmsannolikhet<br />
och risken för missad detektion.<br />
0<br />
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4<br />
12 Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong><br />
0.9<br />
0.8<br />
0.7<br />
0.6<br />
0.5<br />
0.4<br />
0.3<br />
0.2<br />
0.1<br />
Tid för kollision [s]<br />
(b)
Figur 2: Figuren visar ett test med det av Volvo Cars och LiU utvecklade systemet för kollisionslindring. En radar används som<br />
extern <strong>se</strong>nsor och bromsning sker autonomt då alla kollisionsundvikande manövrar kan uteslutas. Eftersom undanstyrning är<br />
den effektivaste manövern vid hastigheter över 35 km/h så sker ingreppet tämligen <strong>se</strong>nt (notera bromsljus, varningslampa och<br />
nigningsvinkel), men kan ändå minska kollisionshastigheten med 15 km/h.<br />
göras i demonstratorbilar med dagens teknik.<br />
den första tävlingen hölls 2004 med uppgiften<br />
att ta sig 25 mil genom Kaliforniens öken<br />
till ett givet mål helt autonomt. Bästa bilen<br />
kom halvvägs. Året <strong>se</strong>nare hölls en likande<br />
tävling, där fem bilar kom i mål. uppgiften<br />
i darPa urban Challenge 2007 var att låta<br />
standardbilar köra förarlöst i stadsmiljö och<br />
följa trafikregler, läsa skyltar och anpassa sig<br />
till övrig trafik. Sex bilar tog sig igenom den<br />
10 mil långa banan. Stanford och Carnegie<br />
Mellon har turats om att komma etta och<br />
tvåa.<br />
de autonoma funktioner som finns på marknaden<br />
är inte lika spektakulära, men väl så<br />
viktiga. Förarassistanssystem som idag autonomt<br />
fattar beslut på olika nivåer inkluderar<br />
följande funktioner:<br />
1.<br />
2.<br />
Varna föraren med ljus, ljud, vibrationer<br />
i säte och ratt.<br />
Förbereda ställdonen på föraringrepp<br />
som att bygga upp bromstrycket för<br />
Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong><br />
3.<br />
4.<br />
5.<br />
6.<br />
att undvika dödtid samt förstärka<br />
förarens eventuella bromsning.<br />
aktiva ingrepp med ratt och broms.<br />
Kollisionslindrande manövrar som<br />
panikbromsning när alla undanmanövrar<br />
som undviker olyckan kan<br />
uteslutas.<br />
Kollisionsförberedande ingrepp som<br />
bältesförsträckare och krockkuddar.<br />
SOS-alarmering med positionsdata<br />
efter kollisionen.<br />
ett exempel på förarassistanssystem som<br />
bidrar till den här positiva effekten är sladdhävarna<br />
som bromsar individuella hjul för<br />
att räta upp en sladd. Folksam uppskattar att<br />
sladdhävare är lika säkerhetshöjande som<br />
bilbältet vid dåligt väglag, samt att nya bilar<br />
har en trend att bli 5 % säkrare varje år.<br />
Osäkerhet i kon<strong>se</strong>kvens<br />
effekten av förarassistanssystem är naturligtvis<br />
mycket svår att uppskatta kvantitativt, så<br />
auTONOMi – Mer ÄN Bara TeKNiK<br />
Skaderisk<br />
0<br />
1<br />
0.9<br />
0.8<br />
0.7<br />
0.6<br />
0.5<br />
0.4<br />
0.3<br />
0.2<br />
0.1<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80<br />
Relativ kollisionshastighet<br />
90 100<br />
Figur 3: Risk för mer än lindriga skador vid påkörningsolyckor<br />
bakifrån som funktion av relativ kollisionshastighet. Uppskattningar<br />
i en olycksdatabas samt polynomisk anpassning.<br />
totala nyttoeffekten beror på en rad osäkerheter.<br />
denna typ av osäkerhet som beror på omständigheter<br />
och situationen snarare än mätfel<br />
förefaller mycket lättare att acceptera för<br />
beslutsfattare. Till exempel så dödar krockkuddar<br />
varje år ett an<strong>se</strong>nligt antal människor<br />
pga falska ingrepp, men de räddar mångdubbelt<br />
fler med sina korrekta ingrepp.<br />
Vi ska här studera ett kollisionslindrande<br />
system som utvecklats i samarbete mellan<br />
Volvo Cars och liu i ett doktorandprojekt,<br />
<strong>se</strong> figur 2. en pessimistisk uppskattning av<br />
ingreppets verkan är att systemet bromsar<br />
autonomt så att kollisionshastigheten minskar<br />
ibland med 15 km/h medan i andra fall missar<br />
systemet att ingripa.<br />
Vad ger detta för effekt på olycksrisken?<br />
Klassiska databa<strong>se</strong>r med olycksstatistik är<br />
i<strong>nr</strong>iktade på att beskriva situationen efter<br />
kollisionen, inte före, så de ger inget svar<br />
på frågan. det börjar dock att byggas upp<br />
databa<strong>se</strong>r med statistik på olyckstyp och<br />
uppskattningar av hastigheter mm (dock är<br />
13
auTONOMi – Mer ÄN Bara TeKNiK<br />
Figur 4: Illustration av det av Volvo Cars och LiU utvecklade<br />
systemet för filhållningshjälp. En kamera och en radar håller koll<br />
på omgivningen. Kameran övervakar också om bilen korsar de<br />
vita filmarkeringarna utan att körriktningsvisaren är på, men systemet<br />
agerar endast då det föreligger en risk i ett filbyte (statiskt<br />
objekt, mötande fordon etc).<br />
förstås alla dessa data osäkra). Figur 3 visar<br />
risken för att skadas mer än lindrigt (vilket<br />
motsvarar beteckningen aiS+ i databa<strong>se</strong>n)<br />
som funktion av kollisionshastigheten. Om<br />
nu dessa bilar hade varit för<strong>se</strong>dda med ett<br />
kollisionslindrande system skulle kollisionshastigheten<br />
minska slumpmässigt mellan 0<br />
och 15 km/h. Nyttoeffekten kan uppskattas<br />
till att risken att skadas minskar med 16 %.<br />
eftersom påkörningsolyckor bakifrån utgör<br />
30 % av alla olyckor, blir slutsat<strong>se</strong>n att risken<br />
att skadas totalt <strong>se</strong>tt minskar med 5 %. alltså,<br />
kollisionslindrande system kan ensamt bidra<br />
till Folksams uppskattade trend i säkerhet i<br />
nya bilar för ett år.<br />
Slutligen, bättre <strong>se</strong>nsorer i kombination<br />
med mer avancerad signalbehandling kan<br />
ytterligare förbättra verkan av systemet. den<br />
totala kundnyttan är en avvägning mellan<br />
kostnaden för komponenter och utveckling å<br />
ena sidan och riskminskningen å andra sidan.<br />
Systemdesign<br />
ett kostnad<strong>se</strong>ffektivt system ska dels bestå<br />
av billiga komponenter och dels i<strong>nr</strong>ikta sig<br />
på olycksfall där effekten är så positiv som<br />
möjligt. en systematisk analys av kostnad och<br />
totaleffekt illustreras i tabell 1.<br />
• Kostnad innefattar <strong>se</strong>nsorer som radar,<br />
kameror, ir, GPS och tröghets<strong>se</strong>nsorer, men<br />
inte ställdon eftersom motor, ratt och individuell<br />
hjulbromsning kommer att kunna<br />
styras elektroniskt inom snar framtid.<br />
• Totalnytta beräknas som en summa över<br />
alla olyckstyper, där deras relativa frekvens<br />
multipliceras med systemnyttan för denna<br />
olyckstyp. Totalnyttan anges i procent efter<br />
hur många allvarliga skador som undviks.<br />
• Kostnad<strong>se</strong>ffektivitet anges i procent minskade<br />
skador per tu<strong>se</strong>nlapp i tillverkningskostnad.<br />
Högerkolumnen i tabellen ger ett intressant<br />
kundperspektiv: vad är säkerheten värd? det<br />
ska tilläggas att kostnaden gäller enbart om<br />
man bara väljer ett av systemen, väljer man<br />
flera blir det mängdrabatt pga att många av<br />
systemen använder gemensamma <strong>se</strong>nsorer.<br />
Studien ovan inledde ett doktorandprojekt,<br />
där fokus blev på ett system för filhållningshjälp,<br />
vilket illustreras i figur 4. n<br />
System Kostnad Totalnytta Kostnad<strong>se</strong>ffektivitet<br />
Filhållningshjälp 1200 18.8 15<br />
Filbyteshjälp 1100 1.5 1<br />
Kollisionslindring 1500 10.8 7<br />
Kollisionsundvikning 3900 39.1 10<br />
Kurvvarning 900 3.6 4<br />
Filassistans 3500 32.0 9<br />
Viltskanner 3100 0.3 0<br />
Fotgängar- och cykelskanner 2000 38.3 19<br />
Tabell 1: Komponentkostnad, totalnytta i antal skador som undviks samt kostnad<strong>se</strong>ffektivitet räknat i kostnad per sparad skada.<br />
Kort om författaren<br />
Fredrik Gustafsson är professor i <strong>se</strong>nsorinformatik<br />
vid institutionen för systemteknik<br />
på Linköpings universitet. Han har haft<br />
forskningssamarbeten med Volvo <strong>se</strong>dan<br />
1992 och har ett antal pågående forskningsprojekt<br />
med Volvo, SAAB flyg, NIRA<br />
Dynamics och FOI om säkerhetshöjande<br />
funktioner i farkoster, som virtuella <strong>se</strong>nsorer,<br />
ruttplanering, navigering och kollisionsundvikning<br />
i bilar, flygplan och obemannade<br />
farkoster.<br />
De fakta som finns i artikeln är tagna från<br />
doktorsavhandlingarna nedan:<br />
Referen<strong>se</strong>r<br />
[1] Andreas Eidehall. Tracking and threat<br />
as<strong>se</strong>ssment for automotive collision avoidance.<br />
Dis<strong>se</strong>rtation no. 1066, Linköping University,<br />
Sweden, 2007.<br />
[2] Jonas Jansson. Collision avoidance theory<br />
with applications to automotive collision mitigation.<br />
Dis<strong>se</strong>rtation no. 950, Linköping University,<br />
Sweden, 2005.<br />
14 Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong>
Flygledartorn<br />
utan bemanning i Skåne<br />
Fjärrstyrda flygplan har väl de flesta<br />
av oss hört talas om, men fjärrstyrda<br />
flygledartorn? Redan i slutet av det här<br />
året kan dock det första flygledartornet<br />
i Sverige skötas via fjärrstyrning<br />
så att det inte behöver sitta någon<br />
flygledare i det lokala tornet.<br />
det handlar om ett test som luftfartsverket<br />
(lFV) ska genomföra där flygtrafiken på Ängelholms<br />
flygplats ska styras från Sturup, drygt<br />
tio mil bort. Till att börja med handlar det om<br />
ett test och det kommer att sitta en flygledare<br />
i tornet i Ängelholm också för säkerhets skull,<br />
men i förlängningen är det tänkt att det inte<br />
ska behövas någon lokal flygledning på mindre<br />
flygplat<strong>se</strong>r.<br />
att skicka signaler om ljus på banan och<br />
liknande är inget problem utan utmaningen<br />
kommer i hur en flygledare ska kunna <strong>se</strong> precis<br />
som om han eller hon satt i tornet. reglerna<br />
säger nämligen att man måste ha en visuell<br />
bild av flygplat<strong>se</strong>n om det alls är möjligt. Nu<br />
kan man invända att det går att landa även<br />
när det är becksvart och då spelar det ju ingen<br />
roll om man kan <strong>se</strong> ut eller inte, men reglerna<br />
är som de är och måste följas. dessutom är det<br />
förstås en fördel att exempelvis kunna <strong>se</strong> om<br />
ett landningsställ är nerfällt på ett plan som<br />
har fått ett felmeddelande om det.<br />
Kamera zoomar in landningsställen<br />
– lösningen, som lFV utarbetat i samarbete<br />
med Saab Security Systems, bygger på att<br />
nio kameror installeras ovanpå flygtornet på<br />
Ängelholms flygplats. Varje kamera täcker 40<br />
graders synvinkel och tillsammans ger de en<br />
panoramabild på 360 grader runt om tornet.<br />
dessutom sätts en zoomkamera upp som<br />
flygledaren kan använda som en kikare och<br />
zooma in på ett landande plans landningsställ,<br />
fåglar vid landningsbanan och andra<br />
intressanta detaljer på flygplat<strong>se</strong>n.<br />
Bilderna skickas <strong>se</strong>dan via en bredbandsförbindel<strong>se</strong><br />
till ett rum på Sturup där flygledaren<br />
sitter framför en rad skärmar. Flygledaren kan<br />
då sitta på Sturup och i realtid <strong>se</strong> ut från tornet<br />
i Ängelholm precis som om han eller hon<br />
Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong><br />
Flygledartornen på mindre flygplat<strong>se</strong>r kan komma att skötas utan flygledare på plats i framtiden. Försök pågår<br />
redan i Skåne. Erfarna flygledare fjärrstyr dock trafiken från en gemensam flygledningscentral.<br />
aV KeNT OlOFSSON<br />
15
auTONOMi – Mer ÄN Bara TeKNiK<br />
satt i Ängelholm. Givetvis går det också att<br />
styra alla andra funktioner som normalt styrs<br />
från det lokala tornet, så i praktiken ska allt<br />
fungera precis som om det fanns en flygledare<br />
på plats.<br />
anledningen till att lFV vill testa den här<br />
möjligheten är att det finns många små flygplat<strong>se</strong>r<br />
i Sverige som har förhållandevis lite<br />
kommersiell trafik, men där det ändå ofta ska<br />
finnas en flygledare på plats. Om det nu bara<br />
går ett par flygningar på förmiddagen och<br />
ett par på eftermiddagen blir det svårt att få<br />
ekonomi i det hela och en del flygplat<strong>se</strong>r drivs<br />
förmodligen mer av kommunal prestige än<br />
ekonomiska överväganden. Om man kunde<br />
samla flygledarna på ett ställe skulle det gå<br />
att sänka kostnaderna vilket Göran lindqvist,<br />
flygledare och fokalpunkt för fjärrstyrda torn<br />
på lFV, tycker är mycket intressant.<br />
– Man kan tänka sig att vi har en central<br />
som sköter om 10-15 torn och förhoppningen<br />
är att det ska bli möjligt att låta en flygledare<br />
ansvara för mer än ett torn för då kan vi öka<br />
effektiviteten betydligt, säger han.<br />
det här ligger nu litet längre in i framtiden<br />
för först gäller det att <strong>se</strong> att tekniken verkligen<br />
fungerar som förväntat och det lär också bara<br />
fungera för flygplat<strong>se</strong>r med förhållandevis<br />
lite trafik. Men om en flygledare skulle kunna<br />
hantera två torn samtidigt skulle vi få en effektivitetshöjning<br />
med 100 procent på en gång<br />
och det är få effektivitetsprogram som kan<br />
skryta med sådana siffror.<br />
en sak som också kan upplevas som ett problem<br />
på mindre flygplat<strong>se</strong>r är att flygledarna<br />
alltid jobbar ensamma och inte får del av det<br />
kunskapsutbyte som sker automatiskt om<br />
man har kolleger att prata med. i en central<br />
skulle det alltid finnas andra flygledare att<br />
fråga om råd och lära sig av.<br />
Fjärrtorn backup på större flygplat<strong>se</strong>r<br />
det finns också idéer om att man skulle kunna<br />
använda tekniken med fjärrtorn för att ha<br />
som backup till tornen på större flygplat<strong>se</strong>r.<br />
– Om tornet på en stor flygplats inte kan<br />
användas på grund av bombhot, brand eller<br />
något annat skulle det här kunna användas<br />
som backup, säger Göran lindqvist. Man<br />
skulle då kunna koppla över flygledningen till<br />
en central som ligger på en annan plats.<br />
Nu kan det kanske låta litet riskabelt att<br />
förlita sig på dataöverföring av video för att<br />
landa trafikplan, men det finns förstås redundans<br />
och i och med att det här systemet är<br />
tänkt att användas på flygplat<strong>se</strong>r med mindre<br />
trafik finns det också möjligheter att hantera<br />
eventuella avbrott i videosändningarna utan<br />
någon större dramatik.<br />
– Tanken är att det ska finnas redundans i<br />
systemet, men i och med att vi inte siktar på<br />
att hantera allt för komplicerade situationer<br />
och det inte är särskilt mycket trafik på flygplat<strong>se</strong>n<br />
så finns alltid alternativet att dirigera<br />
om planet till en annan flygplats, säger Göran<br />
lindqvist.<br />
Regelverket bromsar utvecklingen<br />
Sedan har också fjärrstyrning testats inom<br />
andra områden som är minst lika känsliga<br />
som flygledning och det med goda resultat.<br />
– Jag är tveksam till att vårt jobb skulle vara<br />
så mycket mer komplicerat än det de sköter<br />
med telemedicin inom vården, men vi har<br />
mycket strikta regler så man kan säga att det<br />
sannolikt är mer fyrkantigt inom vårt område,<br />
säger Göran lindqvist.<br />
Just regelverket är en av de utmaningar<br />
som finns i det här projektet. När reglerna<br />
skrevs fanns det inga tankar på att torn skulle<br />
kunna fjärrstyras så de utgår från att det finns<br />
flygledare på plats. regelverket är internationellt<br />
vilket gör att det inte går att ändra på i<br />
en handvändning.<br />
– det tar sju-tio år för att lyckas ändra ett<br />
regelverk internationellt så det tar lång tid att<br />
få igenom något, säger Göran lindqvist.<br />
Förhoppningen är att det på ett eller annat<br />
sätt ska gå att lösa snabbare i Sverige så vi kan<br />
använda fjärrstyrda torn långt tidigare än så<br />
och första steget är att visa att det verkligen<br />
fungerar i Sturup/Ängelholm.<br />
Svenska flygledare proaktiva<br />
Sedan gäller det också att övertyga användarna,<br />
det vill säga flygledarna, om att det<br />
här är en teknik som de kan ha nytta av i sitt<br />
arbete och att det inte kommer att ställa till<br />
med några problem för dem. det är knappast<br />
så att ny teknik tas emot med öppna armar på<br />
alla ställen.<br />
– På många håll i europa så är flygledarna<br />
mycket kon<strong>se</strong>rvativa, men jag tycker det<br />
känns som att mina kolleger här i Sverige är<br />
väldigt proaktiva och intres<strong>se</strong>rade av nyheter,<br />
säger Göran lindqvist. Sedan ska man också<br />
säga att det finns ett värde i att vara litet<br />
försiktig som flygledare för vi har erfarenhet<br />
av ny teknik som skulle innebära stora förbättringar<br />
och <strong>se</strong>dan höll det inte måttet, och<br />
i slutändan är det ändå flygledaren som sitter<br />
där med det yttersta ansvaret.<br />
Förhoppningen är dock att testet ska visa<br />
att det här är en teknik som verkligen håller<br />
måttet och i sådana fall kan många små<br />
flygplat<strong>se</strong>r ståta med fjärrstyrd flygledning i<br />
framtiden. Som passagerare kommer du inte<br />
att märka någon skillnad alls vilket är ett<br />
betyg så gott som något. n<br />
16 Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong>
Vägledande dokument<br />
för obemannade farkoster<br />
– så tar regelverket form<br />
Ingen har väl missat att obemannade<br />
flygfarkoster har blivit vardagsmat i<br />
militära operationer idag. Till största<br />
delen rör det sig om rekogno<strong>se</strong>ringsuppdrag,<br />
men uSA har också använt<br />
obemannat flyg som attackflyg mot<br />
markmål och farkosterna blir hela<br />
tiden mer avancerade.<br />
Så frågan är hur länge det dröjer innan vi<br />
har obemannade farkoster, eller unmanned<br />
aircraft Systems (uaS) som de också kallas,<br />
som flyger omkring tillsammans med vanligt<br />
bemannat flyg? För att det ska ske räcker det<br />
inte bara med att tekniken utvecklas utan då<br />
måste man också hitta metoder för att göra<br />
det möjligt för obemannat och bemannat flyg<br />
att samleva och det sker inte i en handvändning.<br />
Göran lindqvist fungerar som fokalpunkt<br />
på lFV när det gäller att hitta metoder för<br />
detta. Här arbetar lFV i nära samarbete med<br />
svensk industri för att ge Sverige ett försprång<br />
inom området.<br />
– Man blir gärna litet tidsoptimistisk,<br />
speciellt från industrins sida, men det här<br />
är komplicerade frågor som kommer att ta<br />
många år att lösa, säger han.<br />
Mest för rekogno<strong>se</strong>ring<br />
När vi pratar om uaS:er så gäller det i första<br />
hand farkoster som används för rekogno<strong>se</strong>ring.<br />
idag är det väl i stort <strong>se</strong>tt bara försvaret<br />
som använder uaS:er, men det är lätt att <strong>se</strong> att<br />
även polis, sjöräddning, elbolag som vill undersöka<br />
luftledningar med flera skulle kunna<br />
ha stor nytta av uaS:er. en del av problemen<br />
som måste lösas är beroende av att tekniken<br />
utvecklas så den uppfyller regelverket. ett exempel<br />
på det är att flygfarkoster måste kunna<br />
undvika varandra i luften.<br />
– reglerna idag säger att man måste kunna<br />
<strong>se</strong> annat flyg så man kan väja om man kommer<br />
för nära varandra, säger Göran lindqvist.<br />
det betyder att en uaS måste ha en automatisk<br />
funktion för att upptäcka andra plan och<br />
göra en undanmanöver om det behövs och det<br />
har man inte löst än.<br />
Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong><br />
andra problem som kan dyka upp berör regleringar<br />
inom andra områden som exempelvis<br />
fördelningen av radiofrekven<strong>se</strong>r.<br />
– det behövs många datalänkar som tar rätt<br />
mycket kapacitet för att kunna styra en obemannad<br />
farkost och få ner bilder från den och<br />
det finns inte så väldigt mycket frekvensutrymme<br />
kvar så det kan bli ett problem, säger<br />
Göran lindqvist.<br />
Långsiktigt arbete<br />
det som kan ta riktigt lång tid är dock att<br />
reglerna måste vara internationella så att<br />
uaS:erna i framtiden kan korsa nationsgrän<strong>se</strong>r.<br />
FN:s underorgan för civil flygtrafik heter<br />
international Civil aviation Organization,<br />
iCaO, och inom det jobbar man med just den<br />
frågan och Göran lindqvist deltar på mötena.<br />
– Vi kommer där att undersöka vilka av dagens<br />
bestämmel<strong>se</strong>r som kommer att påverkas<br />
av obemannat flyg, säger Göran lindqvist.<br />
Målet är att under det närmaste året ta fram<br />
ett världsvägledande dokument som beskriver<br />
fenomenet uaS och hur det kommer att<br />
utvecklas.<br />
att gå från ett dokument till att ändra<br />
regelverket så att det godkänns världen över<br />
lär dock ta lång tid.<br />
– det är en omständlig process att ändra<br />
reglerna internationellt och man får räkna<br />
med att det tar 7-10 år, säger Göran lindqvist.<br />
Nu betyder inte det att det nödvändigtvis<br />
kommer att dröja så länge innan vi kan <strong>se</strong><br />
uaS:er i det vanliga svenska luftrummet. det<br />
är nämligen inte helt nödvändigt att ha internationella<br />
regler så här alldeles i början.<br />
– Till att börja med kommer de obemannade<br />
farkosterna förmodligen att röra sig<br />
nationellt och inte internationellt vilket gör<br />
att vi i ett inledningsskede inte behöver ha<br />
det internationella ramverket på plats, säger<br />
Göran lindqvist.<br />
innan teknik och regelverk har funnit varandra<br />
och alla inblandade myndigheter från<br />
alla länder lyckas hitta en gemensam nämnare<br />
för standarden som alla kan godkänna<br />
och uaS:erna blir en vanlig syn i luften lär det<br />
gå många år.<br />
aV KeNT OlOFSSON<br />
Göran Lindqvist på Luftfartsverket deltar i FN-organet ICAOs<br />
möten om gemensamma bestämmel<strong>se</strong>r för obemannade<br />
farkoster.<br />
– Vi får nog räkna med att det tar åtminstone<br />
10-15 år innan vi börjar <strong>se</strong> uaS:er som rör sig<br />
i luftrummet tillsammans med vanligt flyg,<br />
säger Göran lindqvist. n<br />
17
aV KeNT OlOFSSON<br />
Vilken roll spelar etik och moral?<br />
– Var går grän<strong>se</strong>n mellan människa och maskin?<br />
Etik är förmodligen inte det som står<br />
högst upp på listan över saker man<br />
ska tänka på för de som konstruerar<br />
tekniska system och i många fall<br />
diskuteras säkert de etiska frågorna<br />
inte alls. Handlar det om att bygga en<br />
ny la<strong>se</strong>rskrivare är det väl heller inte<br />
så många etiska tveksamheter att ta<br />
hänsyn till, men börjar vi prata om<br />
autonoma system kommer saken i ett<br />
annat läge.<br />
då har vi system som åtminstone till viss del<br />
kommer att fatta självständiga beslut och som<br />
inte har människans medfödda samvete att<br />
luta sig tillbaks på när det gäller att veta om<br />
det man gör är oetiskt eller inte. det kanske<br />
mest aktuella problemet här är vem som har<br />
det etiska och juridiska ansvaret när ett autonomt<br />
system orsakar skada. Om exempelvis en<br />
automatisk operationsrobot på eget bevåg gör<br />
något som skadar den patienten är det då sjukhu<strong>se</strong>t,<br />
patientens läkare eller robottillverkaren<br />
som ska ställas till svars?<br />
dessutom ger autonoma system oss möjlighet<br />
att låta robotar och datorprogram ta över<br />
verksamheter som idag utförs av människor.<br />
Vi har knappast några betänkligheter med att<br />
låta en robot på egen hand söka igenom ett hus<br />
som rasat ihop, men när det handlar om att<br />
låta en robot sitta barnvakt blir säkert många<br />
mer betänksamma.<br />
Inga enkla svar<br />
en som har tänkt mycket på de här frågorna<br />
är Göran Collste, professor i tillämpad etik på<br />
linköpings universitet och enligt honom finns<br />
det inga enkla patentlösningar för att skapa<br />
”etiska system”.<br />
– det finns en del generella principer man<br />
kan luta sig emot, men <strong>se</strong>dan måste man titta<br />
på varje system och <strong>se</strong> om det har några speciella<br />
etiska frågor som måste behandlas, säger<br />
han. det finns inga klara regler som enkelt kan<br />
formuleras på ett tydligt sätt utan man får utgå<br />
från generella principer och <strong>se</strong>dan får man <strong>se</strong><br />
hur de kan användas i de enskilda systemen.<br />
ett område där de etiska frågorna är<br />
speciellt tydliga är inom vården. det kan till<br />
exempel röra sig om expertsystem där läkaren<br />
kan få hjälp med att ställa diagnos. Grundinformationen<br />
i dessa system har lagts in av<br />
andra läkare, men <strong>se</strong>dan kan systemet självt<br />
börja hitta samband och dra egna slutsat<strong>se</strong>r.<br />
i framtiden skulle man kunna tänka sig att<br />
de här systemen blir så avancerade att patienten<br />
själv kan knappa in sina symptom medan<br />
en sjukvårdsrobot tar nödvändiga prover<br />
och till slut fattar ett expertsystem beslut om<br />
vad det är för fel och hur det ska behandlas,<br />
utan att en läkare är inblandad alls. Även om<br />
tekniken en dag skulle klara av detta är Göran<br />
Collste tveksam till om vi skulle acceptera<br />
detta som patienter.<br />
– När det gäller behandlingsmetoder och<br />
diagnos kan de till vissa delar delegeras till<br />
autonoma system, men vi vill fortfarande ha<br />
en människa som förklarar det hela för oss,<br />
säger Göran Collste.<br />
Överhuvudtaget tror Göran Collste att det<br />
blir svårt att ersätta läkare och sköterskor med<br />
robotar och artificiell intelligens oav<strong>se</strong>tt hur<br />
avancerade systemen blir.<br />
– ett skäl till detta är att vårdrelationen är<br />
en mellanmänsklig relation som kännetecknas<br />
av omsorg, omvårdnad och tillit som bygger<br />
på att det finns en annan människa som vill<br />
oss väl och som vill och kan hjälpa oss och det<br />
tror jag inte en robot kan ersätta, säger Göran<br />
Collste.<br />
att man <strong>se</strong>dan använder exempelvis<br />
operationsrobotar för att ge kirurgen bättre<br />
precision, som vi berättar om på annan plats i<br />
tidningen, är en annan sak eftersom det då inte<br />
rör sig om robotar som tar självständiga beslut<br />
utan som är helt styrda av en mänsklig hand.<br />
Sedan är det förstås frågan om vem som ska<br />
vara ansvarig för att patienten tas om hand på<br />
rätt sätt och får den bästa möjliga vården. Om<br />
ett expertsystem som skapar egna slutsat<strong>se</strong>r<br />
skulle komma fram till ett katastrofalt felbeslut<br />
som leder till att patienten skadas eller dör kan<br />
det bli svårt att med hundraprocentig säkerhet<br />
veta var felet uppstod. Var det något fel i<br />
informationen som lagts in av någon läkare för<br />
många år <strong>se</strong>dan, hade någon programmerare<br />
skrivit fel i koden eller hade systemet blivit så<br />
mänskligt att det kunde begå riktigt mänskliga<br />
misstag?<br />
Alla skyller på alla<br />
Här finns det säkert en risk att det blir svårt<br />
att någonsin få reda på exakt vad som gick<br />
fel och därmed finns det goda möjligheter för<br />
alla inblandade att skylla ifrån sig. Något vi<br />
som patienter säkert skulle ha mycket svårt att<br />
acceptera.<br />
– idag finns det alltid någon som har det<br />
yttersta ansvaret för att patienten behandlas<br />
på bästa sätt och får hjälp med sina problem,<br />
säger Göran Collste. Om det här inte har skötts<br />
på rätt sätt måste det finnas någon som kan<br />
ställas till personligt ansvar och det fungerar<br />
inte om vi har helt autonoma system som<br />
sköter patienten.<br />
Just problemet med att veta vem som är<br />
ansvarig är ett av de mer uppenbara problemen<br />
även när det gäller andra former av autonoma<br />
system. Ofta rör det sig om komplexa<br />
system där många olika grupper av människor<br />
och leverantörer samarbetar och det kan lätt<br />
leda till det som kallas fragmenti<strong>se</strong>ring av<br />
ansvaret.<br />
ett klassiskt exempel av fragmenti<strong>se</strong>ring av<br />
ansvar är koncentrationslägren under andra<br />
världskriget där man kan säga att alla från lokförarna<br />
på tågen som transporterade fångar till<br />
lägren upp till lägerkommendanterna bar en<br />
del av ansvaret, men där alla kan hävda att det<br />
inte var deras fel för de hade inte hela bilden<br />
klar för sig. Fragmenti<strong>se</strong>ring är något som ofta<br />
dyker upp i misslyckade projekt redan idag<br />
där de inblandade gladeligen pekar finger mot<br />
varandra och menar att ”det här är allas fel<br />
utom mitt”.<br />
– det är många som bidrar med sin lilla bit i<br />
något som är så stort och komplext att kanske<br />
ingen av dem kan <strong>se</strong> helheten och förstå kon<strong>se</strong>kven<strong>se</strong>rna<br />
fullt ut, säger Göran Collste. alla<br />
kan då mena att det inte var just de som var<br />
ansvariga för det som hände.<br />
Yttersta ansvaret<br />
Speciellt krångligt blir det med autonoma<br />
18 Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong>
Om människorna byts ut mot autonoma robotar, vem ska då ställas till svars om något går fel, frågar sig Göran Collste, professor i tillämpad etik.<br />
system som lär sig själva och där det plötsligt<br />
går att skylla på någon som inte kan försvara<br />
sig. ingen lär dock bli lugnad av att ett<br />
expertsystem döms till <strong>se</strong>x månaders fängel<strong>se</strong><br />
för vållande till kroppsskada, så här krävs<br />
det klara riktlinjer. den enklaste lösningen<br />
är att tillämpa det som juristerna kallar strict<br />
liability.<br />
– Man kan helt enkelt bestämma sig för<br />
att det är någon som är ytterst ansvarig vare<br />
sig den personen hade kontroll över det som<br />
hände eller ej, säger Göran Collste. då är det<br />
upp till den personen att inte lämna ifrån sig<br />
kontrollen över systemet och ta ansvaret om<br />
något går fel.<br />
en annan metod är att använda försiktighetsprincipen<br />
som om man hårdrar den kan<br />
tolkas som att man inte ska göra något om<br />
man inte är säker på att det är ofarligt. att<br />
Nr 2 – juni <strong>2008</strong> <strong>Combitech</strong><br />
ha en så hård definition om vad man får göra<br />
blir dock svårt i verkligheten eftersom det<br />
är omöjligt att veta om vi kommer att få nya<br />
kunskaper i framtiden som visar att det här<br />
inte alls var så säkert som vi trodde. Här får<br />
man istället nöja sig med att göra så gott det<br />
någonsin går.<br />
– Vi kan aldrig fullt ut förutsäga vilka<br />
problem och dilemman som ny teknik kan<br />
innebära, men om man tar etiska hänsyn redan<br />
från början kan man åtminstone undvika<br />
de mest uppenbara riskerna.<br />
de etiska diskussionerna ligger som sagt<br />
normalt inte högt på dagordningen när nya<br />
projekt ska dras igång och det finns alltid en<br />
risk att den tekniska utvecklingen springer<br />
ifrån den etiska diskussionen. Göran Collste<br />
tycker ändå att det finns en öppenhet numera<br />
när det gäller att ta med etiken i diskussionen<br />
auTONOMi – Mer ÄN Bara TeKNiK<br />
när det gäller utvecklingen av ny teknik. Han<br />
tror också att intres<strong>se</strong>t kommer att växa när<br />
företagen in<strong>se</strong>r att etiska frågor egentligen är<br />
inbyggda i produktutvecklingen.<br />
– Om en ny teknik inte är anpassad till<br />
mänskliga behov eller inte tar hänsyn till exempelvis<br />
ansvarsfrågor så kommer heller inte<br />
den tekniken att efterfrågas, så det finns ett<br />
egenintres<strong>se</strong> från dem som utvecklar tekniken<br />
att tänka på de här frågorna, säger han. n<br />
Göran Collste är professor i<br />
tillämpad etik på Linköpings<br />
universitet.<br />
19
Avsändare:<br />
<strong>Combitech</strong> AB<br />
Box 15042, 583 15 Linköping<br />
Rymdfarkosten Jules Verne levererar förnödenheter<br />
till den internationella rymdstationen ISS.<br />
Med sig har den även teckningar gjorda av sin<br />
namne från 1800-talet.<br />
Jules Verne är delvis trycksatt, men skickades<br />
ändå upp obemannad.<br />
Nästa nummer:<br />
Välkommen till Miljöåldern<br />
Vi har en snabbt växande världsbefolkning som<br />
alla vill ha höjd levnadsstandard. Det innebär en<br />
kraftig ökning av produktionen, konsumtionen och<br />
transporterna. Att det kommer få kon<strong>se</strong>kven<strong>se</strong>r<br />
för miljön är nog alla överens om.<br />
En positiv aspekt av den ökade levnadsstandarden<br />
är att det leder till en ökad medvetenhet<br />
om miljöfrågor. Människor kommer att kräva<br />
möjligheten att andas ren luft, äta giftfri mat och<br />
bo på plat<strong>se</strong>r utan risk för dödliga naturkatastrofer.<br />
Något som man lätt glömmer bort inte är<br />
en självklarhet – inte ens i Sverige, där man t ex<br />
räknar med flera tu<strong>se</strong>n för tidiga dödsfall årligen<br />
pga luftföroreningar.<br />
Nästa nummer av <strong>OnTime</strong> kommer att handla<br />
om vad vi ingenjörer kan göra för miljön. Vi vill<br />
inspirera och visa att det, inom princip alla teknikområden,<br />
finns potential för att utveckla system<br />
som kan minska miljöpåverkan. Med miljöåldern<br />
menar vi att miljöproblem inte kan lösas av en<br />
särskild bransch, utan det måste till en miljöeffektivi<strong>se</strong>ring<br />
som påverkar hela samhället.<br />
B<br />
Porto<br />
betalt<br />
Skulle du våga<br />
flyga med ett<br />
autonomt flygplan,<br />
utan pilot?<br />
Anna Selmarker, gruppchef för<br />
elsystemarkitektur på Scania<br />
Ja. Eftersom den mänskliga<br />
faktorn står för majoriteten av<br />
misstagen skulle jag inte ha något<br />
emot det.<br />
Lars-Peder Johansson, beredskapshandläggare<br />
på Länsstyrel<strong>se</strong>n i<br />
Kronobergs län<br />
Det skulle jag absolut! Jag har<br />
stor tilltro till dagens teknikutveckling.<br />
En vä<strong>se</strong>ntlig aspekt som<br />
jag tänker på är att i ett autonomt<br />
flygplan riskerar man inte att den<br />
mänskliga faktorn hos piloterna<br />
orsakar problem eller felbedömningar.<br />
Christer Fuglesang, astronaut vid<br />
NASA, Johnson Space Center<br />
Ja, det skulle jag kunna tänka mig<br />
att göra och jag tror det går åt<br />
det hållet. Idag fungerar andrepiloten<br />
som backup till piloten,<br />
men i framtiden kan säkert ett<br />
datorprogram fungera som<br />
andrepilot istället.